严寒地区利用太阳能加热制沼气的实验研究

发布时间：2020-08-18 17:24

【摘要】： 在严寒地区,由于冬季气温、地温低,沼气的生产存在产气率低、使用率低等问题,甚至会出现冻裂沼气池的现象,本文针对这一现象,提出了利用太阳能加热制取沼气的新思路,即利用太阳能集热系统生产的热水通过沼气池底部的换热器来加热料液,使料液升温进行发酵,产生沼气,同时对沼气池保温,减少能耗,提高池温。论文以实验研究为主,通过对实验数据的分析和整个系统的数值模拟,验证了在严寒地区利用太阳能加热制取沼气是可以实现的。 在理论方面,详细介绍了太阳辐射、土壤温度场、沼气产生的基本理论知识,同时建立了沼气池周围土壤不稳定传热数学模型,并用控制容积法对数学模型进行了离散。 在实验方面,介绍了实验系统的组成和设备的选取准备,并选取实验中夏季和冬季运行比较稳定的两段时间,进行数据分析处理,通过分析可知沼气池周围土壤温度、料液内温度以及换热器加热量的变化情况,同时,还计算出了钢管换热器的传热系数。 最后,运用MATLAB编制程序,对沼气池内换热器的加热量、沼气池周围土壤的温度场和系统全年运行情况进行了模拟,分析了换热器的加热量和沼气池周围土壤温度的变化规律,并通过实验值和模拟值的对比,验证了模型的正确性。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TK6
【图文】：

根据标定结果和曲线，选择感温特性比较一致的热电偶进行实验。热电偶的标定曲线如图3-5 所示。流量测量仪表采用宁波艾美柯水表有限公司生产的 LXS25E-A 级旋翼式干式水表。-2 8-

第 3 章 太阳能加热制沼气的实验研究，夏季换热器传热系数的日平均系数的日平均值一般在 47.5W/季相差不大（与料液有关）。由速、料液的浓度成分、载热介等等，这些都将影响换热器的点燃与成分测定

图 3-16 沼气点燃Fig.3-16 The ignition of methane图 3-17 沼气的连续燃烧Fig.3-17 The continuous burning of methane3.3.3 沼气成分的测定3.3.3.1 测定方法 沼气是一种多组分的混合物，因此本实验采用气相色谱法测定其组成成分。气相色谱法是使用气相色谱仪来实现对多组分混合物分离和分析的，其流程见图 3-18。载气由高压钢瓶供给，经减压、干燥、净化和测量流量后进入气化室，携带由气化室进样口注入并迅速化为蒸气的试样进入色谱柱（内装固定相），经分离后的各组分依次进入监测器，将浓度或质量信号转换成电信号，经阻抗转化和放大，送入纪录仪记录色谱峰[37]。本实验沼气组分的测定是在哈尔滨市煤气一公司技术处完成的，所用的仪器是GC9790 型气相色谱仪。24678气样放空

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本文编号：2796515